Prefácio

A tecnologia blockchain desenvolveu-se rapidamente ao longo da última década, enraizando-se em vários campos e transformando muitas indústrias, e a gestão da cadeia de abastecimento é uma área com um potencial significativo para aplicações de blockchain. Como parte essencial das operações empresariais modernas, a gestão da cadeia de abastecimento requer uma coordenação eficaz de recursos em diferentes regiões no cenário globalizado, a fim de garantir processos de serviço e produção suaves e atender com precisão às demandas dos clientes. Com suas características de transparência, confiabilidade e automação, a tecnologia blockchain pode aprimorar as capacidades de troca de informações entre os usuários e melhorar o desempenho de outros elos na cadeia de abastecimento, como produção, estoque e transporte.

Neste curso, começaremos por introduzir os princípios básicos do blockchain e depois exploraremos suas aplicações na gestão da cadeia de suprimentos. O livro-razão distribuído descentralizado e a segurança criptográfica do blockchain tornam-no uma solução ideal para muitos problemas nos sistemas de informação da cadeia de suprimentos. Ao estabelecer dados da cadeia de suprimentos no blockchain com registros imutáveis, as empresas podem perceber a rastreabilidade dos produtos ao longo do processo, desde a compra e inspeção de matérias-primas até o monitoramento em tempo real durante a fabricação e desde a gestão logística durante o envio até as vendas pelos varejistas. Dessa forma, todos os participantes da cadeia de suprimentos podem compartilhar dados em tempo real, aumentar a visibilidade do processo, garantir a qualidade do produto, melhorar a eficiência da colaboração e reduzir os riscos de atrasos e erros. Forneceremos exemplos práticos e experiências neste setor para ajudá-lo a obter uma compreensão mais profunda das aplicações do blockchain na gestão da cadeia de suprimentos.

Princípios básicos da Blockchain

Blockchain é um tipo especial de banco de dados onde o armazenamento de dados está sujeito a regras específicas e não pode ser excluído ou modificado arbitrariamente. Sua tecnologia central é o livro-razão distribuído, onde cada pedaço de dados está vinculado ao anterior, e os dados armazenados dessa maneira são geralmente chamados de “bloco.”

Cada bloco é construído em cima do bloco anterior, conectado e ordenado através de carimbos de tempo, e identificado por um valor de hash único gerado por uma função de hash. Portanto, é chamado de "blockchain". Novos dados só podem ser adicionados como parte de um bloco à base de dados blockchain, e a coleção de blocos constitui o banco de dados blockchain.

É amplamente reconhecido que em uma rede blockchain:

1. Os dados podem ser adicionados.
2. Os dados não podem ser excluídos ou modificados arbitrariamente.
3. Cada peça de dados está ligada à anterior.

Este banco de dados à prova de violação é valioso, pois não requer uma autoridade central confiável (um intermediário de terceiros) para operar o sistema, minimizando o potencial para a confiança ser mal utilizada ou abusada. Suas características de transparência de dados, verificação fácil e imutabilidade reduzem significativamente o custo da confiança.

Blockchain baseia-se em uma rede distribuída de pares e usa um mecanismo de consenso para alcançar um entendimento compartilhado entre todos os participantes dos dados contidos no banco de dados e para sincronizar quaisquer atualizações. Uma vez que um bloco é adicionado ao blockchain, ele pode ser considerado permanentemente válido.

Como resultado, a tecnologia blockchain pode servir como um fator orientado por informações para aprimorar a capacidade de resposta e eficiência da gestão da cadeia de suprimentos. Pode aumentar a transparência, rastreabilidade e coordenação da troca de dados entre diferentes participantes, ao mesmo tempo que previne falsificações e fraudes.

Introdução à Tecnologia Blockchain

Criptografia

A criptografia é a base da tecnologia de Blockchain, e suas aplicações incluem assinaturas digitais, criptografia assimétrica e funções de hash. As assinaturas digitais são usadas para verificar a autenticidade e integridade dos dados, garantindo que os dados não foram adulterados. A criptografia assimétrica usa chaves públicas e privadas, onde os dados são criptografados com a chave pública ao iniciar uma transação e descriptografados com a chave privada, garantindo a confidencialidade e segurança da transmissão de informações.

A criptografia desempenha um papel crucial na blockchain ao proteger a segurança dos dados, prevenir o acesso não autorizado e a manipulação, e fornecer aos participantes anonimato e proteção da privacidade, permitindo que a blockchain lide de forma segura com informações e transações sensíveis.

Mecanismo de Consenso

Em sistemas distribuídos, surge o problema da confiança entre os participantes. Permitir a comunicação e alcançar consenso entre todos os participantes na presença de informações defeituosas é conhecido como o Problema dos Generais Bizantinos. Sistemas que podem superar esse problema são chamados de sistemas tolerantes a falhas bizantinas (BFT).

Abordagens tradicionais dependem de autoridades centrais confiáveis para determinar a autenticidade e a ordem dos dados. No entanto, as redes de blockchain peer-to-peer usam mecanismos de consenso para resolver disputas.

O objetivo dos mecanismos de consenso é determinar os dados verdadeiros na rede e ordenar corretamente os eventos. Diferentes plataformas e projetos de blockchain podem usar diferentes mecanismos de consenso, como Prova de Trabalho (PoW) e Prova de Participação (PoS).
No mecanismo PoW, os participantes precisam resolver um problema matemático complexo para provar sua contribuição ao sistema e obter o direito de escrever dados. No mecanismo PoW, os participantes precisam manter uma certa quantidade de criptomoeda como garantia para enviar dados. Nós maliciosos serão identificados e sofrerão perdas, evitando assim ataques maliciosos e garantindo que todos os participantes possam chegar a um consenso para manter a operação suave da rede blockchain.

Estrutura de Rede da Blockchain

Blockchain é um livro-razão distribuído mantido por muitos participantes mutuamente desconfiados usando criptografia e mecanismos de consenso. Esses participantes são comumente chamados de nós, mas nem todos os nós são iguais. Eles podem ser classificados com base em suas funcionalidades como nós completos, nós leves e nós mineradores. Nós completos realizam verificações extensivas nos conteúdos dos blocos, incluindo validação de transações e armazenamento de cópias completas do blockchain. No entanto, eles requerem recursos significativos para operar. Nós leves conectam-se a outros nós completos e validam apenas dados limitados do bloco, exigindo assim menos armazenamento e largura de banda. Nós mineradores são nós completos ou nós leves e são responsáveis por fornecer energia computacional ou apostar tokens para processar transações, ganhar recompensas do algoritmo de consenso e proteger a rede blockchain de ataques maliciosos.

A escrita de dados e a troca entre diferentes nós criam uma rede blockchain descentralizada, peer-to-peer, síncrona e sem confiança, que mitiga o risco de um único ponto de falha que leva a uma falha no sistema.

Blockchain Pública, Blockchain Privada, Blockchain de Consórcio

A tecnologia blockchain pode ser aplicada a diferentes cenários. De acordo com a identidade e o propósito dos participantes, pode ser categorizada em blockchains públicas, blockchains privadas e blockchains de consórcio.

Blockchain Público

Uma blockchain pública é uma rede blockchain aberta onde qualquer pessoa pode participar, e transações e validações podem ser realizadas anonimamente. Dados e transações em uma blockchain pública estão abertos a todos, permitindo que todos os participantes visualizem e verifiquem. Exemplos típicos de blockchains públicas incluem Bitcoin e Ethereum. Elas são caracterizadas por descentralização e transparência, mas também enfrentam desafios de escalabilidade.

Blockchain privado

Uma blockchain privada é uma rede blockchain limitada a participantes convidados ou autorizados. É frequentemente utilizada dentro de organizações ou cenários específicos de aplicação de negócios, fornecendo privacidade e segurança aprimoradas. Isso permite um melhor controle de acesso aos dados, garantindo que os dados sejam transparentes apenas dentro da rede interna. Alguns exemplos de blockchains privadas são KitChain e a Plataforma Blockchain da IBM, que atendem a necessidades empresariais específicas, como alta capacidade de processamento, baixa latência e zero taxas.

Blockchain de Consórcio

Um blockchain de consórcio é um tipo de rede blockchain que integra características de blockchain público e privado. É gerido e operado em conjunto por várias organizações ou instituições, e os participantes devem assinar acordos para determinar mecanismos de consenso e regras de compartilhamento de dados. Os blockchains de consórcio são tipicamente aplicados a projetos de blockchain envolvendo indústrias específicas ou parcerias, como compensação de pagamentos entre instituições financeiras. Exemplos de blockchains de consórcio incluem AntChain e a Energy Web Foundation.

Contratos inteligentes

Contratos inteligentes são códigos autoexecutáveis com lógica programável na blockchain, semelhantes a programas determinísticos. Eles executam tarefas específicas quando certas condições são atendidas. Contratos inteligentes funcionam seguindo declarações 'se...então...'. Suas regras são predefinidas pelos programadores e podem ser replicadas e executadas por todos os nós uma vez implantadas na rede blockchain.

Os contratos inteligentes permitem o estabelecimento de acordos sem confiança, permitindo que os usuários realizem transações seguras e confiáveis sem a necessidade de confiar em uma terceira parte. Eles podem ser usados para implementar vários negócios e compromissos de transação. Os contratos inteligentes só entram em vigor quando condições específicas são atendidas, o que significa que se as condições não forem atendidas, o contrato inteligente não será executado.

O uso de contratos inteligentes pode eliminar a necessidade de intermediários, reduzindo significativamente os custos operacionais relacionados a erros humanos e atrasos. Eles podem ser utilizados para desenvolver vários tipos de aplicativos descentralizados (DApps).

Diminuir os Ciclos de Produção para Melhorar a Rastreabilidade

Na indústria de fabricação de eletrônicos, oito empresas parceiras, incluindo Arrow, Lenovo, Micron, SK Hynix, ZT Systems e Wiwynn, utilizaram os serviços de blockchain fornecidos pela Microsoft Azure para otimizar os ciclos de fabricação e aquisição de suas cadeias de suprimento existentes.

O surto global da pandemia de COVID-19 em 2020 tornou a gestão da cadeia de suprimentos ainda mais desafiadora, com interrupções nas rotas de transporte e demandas de pedidos imprevisíveis levando a atrasos significativos nos prazos de produção para muitos fabricantes. Através da tecnologia blockchain, os nós de dados independentes na cadeia de suprimentos foram conectados para formar uma rede de dados para compartilhamento de informações, permitindo uma comunicação frequente entre parceiros a montante e a jusante.

A rede blockchain tornou os dados em cada elo da cadeia de suprimentos transparentes, desde o fornecimento de componentes, fabricação e transporte até armazenamento e entrega. Isso não apenas fornece uma troca de dados visível e confiável, mas também possibilita a rastreabilidade de mercadorias, facilitando a gestão proativa e dinâmica da cadeia de suprimentos.

No futuro, a gestão da qualidade também será fortalecida, estendendo-se ainda mais para matérias-primas minerais, centros de dados e eliminação de EOL (Fim de Vida).

Ao criar "gêmeos digitais" para cada componente para registrar documentos e informações relevantes, torna-se possível evitar a inclusão de componentes falsificados e de baixa qualidade na cadeia de suprimentos. Isso também permite a verificação das fontes de componentes a montante, evitando o uso de extração de matérias-primas obtidas de forma desumana e minerais de conflito, e identificando problemas de qualidade em processos complexos.

O Comércio Sem Papel Reduz os Custos de Atrito

O comércio sem papel é o objetivo ideal para o comércio internacional, o que não só melhorará significativamente a eficiência da logística global, mas também beneficiará os comerciantes independentes e os consumidores de diferentes países. De acordo com a Trademark East Africa, em uma única transação, os empreendedores africanos podem precisar preencher até 96 documentos em papel.
Para enfrentar os desafios de digitalização enfrentados pelos exportadores quenianos, a Trademark East Africa se associou à Fundação IOTA para estabelecer um sistema crítico de acesso a documentos comerciais com base na rede Tangle no Quênia. Eles compartilham informações com as aduanas dos países de destino para acelerar o processo de exportação, melhorando ainda mais a competitividade das empresas quenianas em escala global.

Atualmente, a Trademark East Africa tornou este projeto um foco estratégico e está experimentando mais rotas comerciais. Por exemplo, eles estão explorando as exportações de chá para o Reino Unido, exportações de peixe para a Bélgica e exportações de têxteis para os EUA. Eles também estão colaborando com outros governos da África Oriental para testar a integração desta tecnologia com suas agências de fronteira.

Este aplicativo ajudou as agências de fronteira do Quênia a estabelecer padrões para a troca de informações comerciais entre fronteiras e indústrias, nos aproximando um passo mais perto do objetivo global de tornar o comércio acessível e sem esforço para todos. O projeto recebeu forte apoio de agências governamentais de desenvolvimento nos Países Baixos, no Reino Unido e nos Estados Unidos.

Segurança alimentar aprimorada

A Intel se associou à Curry & Company, um grande distribuidor independente de mirtilos, para fortalecer a rastreabilidade da cadeia de suprimento de alimentos e o controle de qualidade usando o blockchain Hyperledger Sawtooth. Essa parceria garante que os mirtilos frescos possam ser transportados para o mercado para venda dentro de um prazo específico após a colheita.

A Plataforma de Logística Conectada da Intel® está integrada à rede blockchain, incorporando sensores em toda a cadeia de suprimentos e alavancando a tecnologia da Internet das Coisas (IoT) para monitorar fatores em tempo real, como temperatura, umidade e condições de luz. O sistema pode verificar e rastrear as condições ambientais dos produtos em cada estágio, desde a colheita e armazenamento até a entrega, garantindo frescor ideal dos alimentos e qualidade superior para os consumidores.

Comparado aos métodos tradicionais de gestão da cadeia de suprimento, a introdução da tecnologia blockchain melhorou significativamente a rastreabilidade e segurança alimentar. Ao monitorar continuamente o status das frutas, é possível evitar proativamente possíveis problemas de deterioração e recall de alimentos, além de reduzir o desperdício de alimentos.

Além disso, registros digitais substituíram muitas entradas de dados manuais, facilitando a troca de dados entre os parceiros da cadeia de suprimentos e promovendo uma colaboração altamente eficiente, transparente e confiável entre eles.

Fortalecer Transporte e Logística

A Maersk, uma das maiores empresas de transporte de contêineres e operadores de navios do mundo, colaborou com a IBM para desenvolver o TradeLens, um sistema de rastreamento em tempo real baseado em blockchain para o transporte internacional de mercadorias. Esta plataforma permite o compartilhamento conveniente e seguro de informações, permitindo que diferentes empresas em toda a cadeia de suprimentos colaborem, promovendo assim um comércio global mais transparente e eficiente.

O funcionamento da plataforma TradeLens depende de inúmeros sensores conectados a mercadorias, unidades de transporte e equipamentos portuários, que utilizam a tecnologia IoT para rastrear a localização das mercadorias e outros dados, como temperatura, vibrações, umidade, etc. As informações são registradas na blockchain para que todos os usuários possam acessar, garantindo monitoramento constante do status da carga.

Além disso, quando o navio atinge seu destino, códigos de contrato inteligente pré-programados são usados para preencher automaticamente documentos relacionados a contêineres e mercadorias, como cálculos financeiros, pagamentos de tarifas, auditorias, etc. Através do recurso de interação automatizada central do TradeLens, os participantes podem otimizar os fluxos de trabalho e acelerar o processamento de dados. A rede blockchain garante que todos os dados sejam confiáveis, sem erros ou imprecisões.
Atualmente, várias empresas de transporte internacional utilizam o TradeLens para reduzir os custos logísticos. Empresas como Agility, APM Terminals, PSA International, CMA CGM, DP World e outras aproveitam a tecnologia blockchain para aprimorar a velocidade e eficiência da consolidação de cargas, declarações, desembaraço aduaneiro, pagamentos e outras operações.

Proteção ambiental e conformidade

A empresa sul-africana de papel Sappi e o fabricante indiano de polpa e fibra Birla Cellulose colaboraram para criar o GreenTrack, um sistema que rastreia o fluxo de produtos de tecido e materiais reciclados. Os parceiros podem usar rastreamento em tempo real, escaneando os códigos QR, garantindo que o processo de produção provenha inteiramente de florestas sustentáveis certificadas. Isso ajuda os consumidores a fazer escolhas de compra mais informadas. Atualmente, a plataforma foi adotada por mais de 250 parceiros da cadeia de suprimentos, incluindo empresas conhecidas como Walmart e Marks & Spencer.

No setor das pescas, a TraSeable Solutions associou-se ao World Wildlife Fund (WWF) para atender às demandas dos clientes por cadeias de suprimento de frutos do mar que estejam em conformidade com os padrões ESG e evitem a pesca ilegal. Seu sistema coleta dados sobre a captura de cada embarcação de pesca, incluindo coordenadas, registros de captura e detalhes da tripulação, e em seguida rotula a embalagem do produto com códigos QR para permitir que os consumidores finais obtenham informações registradas na rede blockchain e minimizem a venda de peixes capturados ilegalmente. Na indústria de joias, a De Beers, um dos maiores produtores de diamantes, utiliza a plataforma blockchain Tracr para rastrear diamantes desde a mineração, processamento e envio até as joalherias. Cada diamante recebe um ID único imediatamente após ser extraído. Sensores detectam a seção, clareza, cor e peso de cada diamante, e as informações são então registradas na plataforma Tracr. Dados subsequentes sobre polimento, processamento, envio e revenda também são atualizados em tempo real, permitindo que todas as partes interessadas relevantes rastreiem e revisem a jornada do diamante. Isso não apenas aprimora a transparência e a confiabilidade nos registros, mas também impede que os diamantes de sangue inumanos entrem no mercado por meio de canais ilegais.

Conclusão

Neste curso, exploramos a aplicação da blockchain na gestão da cadeia de suprimentos. A tecnologia Blockchain armazena dados em um livro-razão distribuído, fornecendo imutabilidade e descentralização. Também utiliza mecanismos de consenso para garantir que os participantes alcancem um consenso, alcançando assim transparência de dados, rastreabilidade e coordenação contínua. Além disso, obtivemos insights sobre diferentes tipos de redes blockchain, como blockchains públicas, blockchains privadas e blockchains de consórcio, oferecendo às empresas a flexibilidade de selecionar a tecnologia mais adequada de acordo com seus casos de uso e requisitos específicos.

Na gestão da cadeia de suprimento, a tecnologia blockchain demonstrou um sucesso significativo. Tem se mostrado eficaz na redução dos ciclos de produção, melhorando a rastreabilidade do produto, aprimorando a gestão de transporte e logística, reduzindo custos operacionais manuais e garantindo proteção ambiental e conformidade. O uso de contratos inteligentes aprimorou significativamente a gestão da cadeia de suprimentos, permitindo transações e operações comerciais seguras e confiáveis. Também reduziu a necessidade de intermediários e diminuiu os custos operacionais decorrentes de erros humanos e atrasos.

Na próxima lição, vamos aprofundar as aplicações de blockchain na finança da cadeia de suprimento e explorar as tendências futuras e os desafios potenciais.

Takeaways

1. Blockchain é um tipo especial de banco de dados que armazena dados usando um livro-razão distribuído e uma estrutura em forma de corrente, caracterizada pela imutabilidade e descentralização.
2. Através de mecanismos de consenso, o blockchain garante que todos os participantes alcancem um consenso sobre os conteúdos incluídos e sincronizem quaisquer atualizações, alcançando transparência de dados, rastreabilidade e coordenação.
3. A criptografia desempenha um papel crucial na tecnologia blockchain, incluindo assinaturas digitais, criptografia assimétrica e funções de hash. Ela garante a segurança dos dados e a confidencialidade das transações.
4. Mecanismos de consenso desempenham um papel crucial na abordagem das questões de confiança em sistemas distribuídos, garantindo dados genuínos e ordem correta. Mecanismos comuns incluem Prova de Trabalho e Prova de Participação.
5. Blockchains públicas são redes blockchain abertas onde qualquer pessoa pode participar, e dados e transações são públicos, caracterizados pela descentralização e transparência.
6. Blockchains privadas são redes blockchain com participantes limitados, usadas dentro de organizações ou em cenários de aplicação específicos, proporcionando maior privacidade e segurança.
7. Blockchains de consórcio são um tipo de rede de blockchain que incorpora características de blockchain público e privado, gerenciadas e operadas conjuntamente por várias organizações ou instituições.
8. Contratos inteligentes são códigos autoexecutáveis na blockchain com lógica programável, permitindo transações seguras e confiáveis e operações comerciais sem a necessidade de confiança em terceiros. Eles podem eliminar a necessidade de intermediários, reduzir os custos operacionais causados por erros humanos e atrasos, e são usados para desenvolver várias aplicações descentralizadas (DApps).
9. Na gestão da cadeia de suprimentos, a tecnologia blockchain tem sido aplicada na prática em vários cenários, incluindo encurtamento dos ciclos de produção, aumento da rastreabilidade, melhoria da segurança alimentar, fortalecimento do transporte e logística, redução dos custos operacionais manuais, melhoria da eficiência da colaboração entre empresas, promoção da proteção ambiental e garantia de conformidade.